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“黏液乳杆菌-丝氨酸代谢”调控巨噬细胞-肌成纤维细胞转化驱动系统性硬化症纤维化的机制研究
作者: 姚奇岑
单位: 海南医科大学第二附属医院

摘要

基于前期临床多组学发现(系统性硬化症(SSc)患者肠道黏液乳杆菌(L. mucosae)富集且与血浆丝氨酸水平负相关),本研究通过体内外实验,深入探究“L. mucosae-丝氨酸代谢-巨噬细胞(Mφ)极化”轴在SSc纤维化中的作用及机制。

1. 动物实验: 采用博来霉素(BLM)诱导的SSc小鼠模型,灌胃给予L. mucosae。通过16S rRNA测序、非靶向代谢组学、流式细胞术、qPCR、Western Blot及多重免疫荧光技术,评估其对皮肤纤维化、肠道菌群、血浆代谢物、Mφ极化、巨噬细胞-肌成纤维细胞转化(MMT)及PI3K/Akt/mTOR信号通路的影响。2. 细胞实验: 利用IL-4/IL-13诱导RAW264.7细胞建立M2型Mφ极化模型,给予不同浓度丝氨酸干预,检测细胞活力、M2标志基因(CD206, Arg-1)表达及PI3K/Akt/mTOR通路变化。

1. 动物实验:L. mucosae干预显著加剧BLM诱导的小鼠皮肤纤维化,与模型组相比,真皮层厚度进一步增加(P<0.05),胶原面积占比显著升高(P<0.05),Acta2、Col1a1、Timp1及Tgfb的表达水平均显著升高(P<0.05)。L. mucosae重塑了肠道菌群结构,并显著降低血浆丝氨酸水平(P<0.05)。FCM结果显示,L. mucosae组皮肤M2型Mφ(CD206⁺CD11b⁺)比例(76.63±14.07%)较模型组(32.46±10.16%)显著升高(P<0.01),而脾脏M2比例则较模型组降低(P<0.01),呈现“皮肤富集”模式。多重免疫荧光显示,L. mucosae组皮肤中CD68⁺CD206⁺α-SMA⁺三阳性细胞数量较模型组增加(P<0.01),证实MMT增强。Western Blot显示,L. mucosae组p-PI3K、p-Akt和p-mTOR的蛋白相对表达水平均较Model组显著降低(均P<0.01)。2. 细胞实验:1 mM丝氨酸显著逆转IL-4/IL-13诱导的M2极化,使CD206、Arg-1与Fizz-1表达均极显著低于模型组(P<0.05),同时p-PI3K、p-Akt、p-mTOR蛋白表达显著抑制(均P<0.05),呈浓度依赖性。

本研究揭示了“L. mucosae-丝氨酸缺失-M2 Mφ极化”是驱动SSc纤维化进程的关键致病轴。L. mucosae可能通过消耗血浆丝氨酸,重塑Mφ的代谢-信号耦合方式(M2极化增强但PI3K/Akt/mTOR通路磷酸化下调),促进MMT,从而加剧纤维化。丝氨酸对M2极化的调控与其抑制PI3K/Akt/mTOR通路有关。本研究为SSc纤维化机制提供了“菌群-代谢-免疫”多维调控的新视角。

关键词: 系统性硬化症;肠道菌群;黏液乳杆菌;丝氨酸;巨噬细胞极化
来源:中华医学会第二十八次风湿病学学术会议